FUNDAMENTOS DE DISEO DE F.O.El diseo de un sistema de fibra ptica puede llegar a ser un proceso complicado. El proyectista de-be considerar muchos factores, incluyendo la velocidad de transmisin, la atenuacin del enlace, elmedio ambiente, los tipos de cables, tipos de fibras, equipamiento disponible, tipos de interfaz elc-tricos, conectores pticos, empalmes, protocolos y otros. El proceso completo es bastante engorrosoy est fuera del alcance de este curso.No obstante, el proceso puede simplificarse cuando se siguen las instrucciones del fabricante delequipamiento en el momento de su instalacin. Estas instrucciones normalmente suministran la su-ficiente informacin como para seleccionar la fibra ptica adecuada para una instalacin sencilla.Otras consideraciones del proyecto, como el cipo de cable, paneles, puentes, medio ambiente, ruta ycosas por el estilo, se dejan para que los determine el proyectista.Este escrito nos mostrar cmo proceder con el proyecto de un sistema de fibra simple siguiendo lasrecomendaciones del fabricante. Tambin se indican para la seleccin del tipo de fibra ptica mu-chas otras tcnicas de clculo, que igualmente se tratarn.

FIBRAS MONOMODO O MULTIMODOLa primera decisin a tomar es si debe instalarse un sistema de fibra monomodo o multimodo. Am-bos sistemas tienen sus mritos.

Ventajas de un sistema de fibra ptica monomodo1. Las fibras monomodo tienen la capacidad de transmitir el mayor ancho de banda posible y sonideales para enlaces de transmisin a larga distancia.2. Las fibras monomodo poseen una atenuacin ms baja que las fibras multimodo.3. Los cables de fibras monomodo son ms econmicos que los cables multimodo.4. Disponemos de fibras monomodo para longitudes de onda ptica de 1310 y 1.550 nm.

Ventajas de un sistema de fibra ptica multimodo1. La fibra multimodo se adapta mejor a distancias por debajo de los 2 Km.2. El ancho de banda de un sistema de fibras multimodo es ms dependiente de su longitud. Paralongitudes superiores a los 2 Km utilizando la fibra estndar 62,5/125 FDDI, es posible alcanzarun rgimen de datos de hasta 100 Mbps.3. El equipamiento ptico para fibra multimodo es geneLANmente ms econmico que el de mono-modo. Se utilizan a menudo diodos LED como generadores de luz.4. El cable de fibra ptica multimodo es normalmente ms caro que el cable de fibra ptica mono-modo, pero para distancias cortas el ahorro en el equipo ptico puede equilibrar el coste.5. La fibra ptica multimodo 62,5/125 es la estndar para las comunicaciones de las LAN, as co-mo Ethernet, Token Ring y FDDI.6. La fibra multimodo es adecuada para longitudes de onda de 850 y 1.310 nm. Se puede extraer laconclusin de que los sistemas de fibra monomodo geneLANmente son utilizados para distanciaslargas (por encima de 2 Km). Las fibras multimodo estn destinadas a aplicaciones de distanciascortas, como especifican los fabricantes de equipos pticos.

SISTEMAS BSICOS DE FIBRA PTICAPara muchas instalaciones de fibra ptica los fabricantes de equipos pticos proporcionan informa-cin suficiente para que el usuario que lo desee implemente un enlace bsico del tipo punto a puntoutilizando su equipamiento: Esta seccin presentar diversos ejemplos de estos tipos de instalacio-nes.

1

Dos factores importantes a considerar en el diseo de enlaces por fibra ptica son las prdidas tota-les del enlace y el mximo ancho de banda del propio enlace. El mximo ancho de banda del enlacees geneLANmente el mximo rgimen de datos o ancho de banda analgico que un sistema de co-municaciones pticas puede soportar con un mnimo de distorsin de la seal.Est limitado por las propiedades de equipo ptico y por los parmetros de las fibras pticas. El an-cho de banda de las fibras pticas decrece al aumentar la longitud de la fibra ptica. Por lo tanto, esimportante conocer la longitud de cable que llevar la instalacin y trabajar con el equipamientoptico apropiado. La seccin siguiente se extiende en clculos ms detallados del ancho de banda.Estos clculos pueden evitarse para algunos sistemas bsicos porque el fabricante ya ha ensayado supropio equipamiento, usando fibras pticas disponibles comercialmente para un proyecto predeter-minado de sistema bsico.El fabricante puede recomendar el uso de fibras pticas ensayadas u otros tipos que pueden ser uti-lizados con estos equipos en instalaciones de sistemas bsicos. Las prdidas totales de un enlaceson las prdidas totales de potencia de luz en el enlace de fibra ptica debida a todos los factores,incluyendo conectores, empalmes, atenuacin en la fibra, curvaturas en los cables y factores por elestilo. La prdida de potencia ptica debida a los conectores instalados en los equipos pticos debeser ignorada, puesto que ya han sido tenidas en cuenta e incluidas en los clculos por el fabricante.Las prdidas totales del enlace deben estar de acuerdo con las especificaciones del fabricante delequipo ptico con el fin de asegurarse un funcionamiento adecuado del enlace. Esto se determinamediante una cuidadosa planificacin del estudio del enlace ptico, como se discute en la Seccin12.6, para un sistema completo de fibra ptica. Todos los factores que contribuyen o pueden contri-buir a la creacin de prdidas de potencia ptica estn incluidos en el estudio del enlace.Los fabricantes de equipos pticos recomendarn habitualmente un tipo de fibra ptica o varias fi-bras pticas diferentes que pueden ser utilizadas satisfactoriamente con su equipamiento. Estos ti-pos de fibras pticas ya han sido ensayados con sus equipamientos en configuraciones estndar tipopunto a punto, para obtener datos como distancias y prdidas mximas. El equipamiento funcionarsatisfactoriamente si los tipos de fibra recomendados cumplen las restricciones de longitud y ate-nuacin de fibra. Estas restricciones pueden venir dadas por el fabricante del equipamiento en for-ma de tablas, como se muestra en el siguiente ejemplo:

Las primeras tres columnas de esta tabla listan especificaciones de fibra ptica para varias fibraspticas disponibles comercialmente. Uno de estos tipos de fibra debe coincidir con la especificacinde la fibra instalada.El valor de la columna ancho de banda de la fibra es el ancho de banda normalizado de la fibra (a1 Km) y es la menor anchura de banda de dicha fibra ptica que el fabricante de equipos pticosrecomienda para la instalacin. Las fibras pticas con. anchos de banda mayores son tambin acep-tables para la instalacin (como puede ser 100 MHz x Km en este ejemplo).La mxima atenuacin y la mxima longitud no deben ser excedidas para el tipo de fibra seleccio-nado. La mxima atenuacin debe ser siempre mayor o igual que las prdidas totales del enlace.

2

La mxima longitud es la longitud total de la fibra ptica entre dos equipos pticos terminales. Lalongitud representa el lmite de atenuacin debido a la atenuacin de la fibra y el ancho de bandapermitido debido a la dispersin de la fibra no debe ser excedida incluso si la atenuacin, total cal-culada para el enlace ptico est por debajo de la atenuacin mxima. Como muestra esta tabla, lalongitud mxima del cable aumenta con el tamao del dimetro del ncleo. Esto es debido al au-mento de la potencia luminosa acoplada desde el generador de luz LED a la fibra, como resultadodel mayor dimetro del ncleo de sta y la mayor apertura numrica.Si el usuario tiene oportunidad, debe seleccionar un tipo de fibra estndar para la instalacin.Un mtodo muy utilizado para determinar la atenuacin total del enlace es la evaluacin tcnica delenlace ptico. La evaluacin tcnica del enlace ptico lista todos los factores. que. contribuyen ocontribuirn a la atenuacin. total del sistema. El resultado proporciona la atenuacin total del enla-ce requerida para el sistema de fibra ptica. Esta se compara entonces con la atenuacin mxima delequipo para determinar si el diseo est dentro de la especificacin de la atenuacin.

Procedimiento1. Obtener la siguiente informacin del fabricante del equipo ptico:

recomendaciones para el dimetro de la fibra ptica: 8/125, 50/125, 62,5/125, 100/140atenuacin mxima recomendada de la fibra ptica en dB/Km apertura numrica recomen-dada (AN) de la fibra pticaancho de banda mximo de la fibra ptica (MHz x Km) a la longitud de onda de trabajo re-comendadalongitud mxima recomendada de la fibra ptica atenuacin mxima especificada para elequiposensibilidad del receptor del equipo al BER adecuado potencia media de salida del equipo

transmisor rango dinmico del equipo receptorSi el fabricante facilita las prdidas mximas y el receptor tiene un rango dinmico completo (operatanto con potencia luminosa mnima como con mxima), las especificaciones para la sensibilidaddel receptor y la potencia media de salida del transmisor no son necesarias.

Prdidas mximas = Potencia media salida transmisor - Sensibilidad receptor

2. Del plan de instalacin de fibra ptica determinar:

la longitud total del enlace de fibra pticael nmero de empalmes requeridos y las prdidas en cada unoel nmero de conexiones de fibra y las prdidas por cada conexin el margen de diseolas prdidas pticas debidas a otros posibles componentes del sistema

3. Completar la evaluacin tcnica ptica:

atenuacin de la fibra ptica a la longitud de onda de trabajo: distancia en kilmetros em-pleando dB/Kmprdidas en los empalmes: empalmes a dB/empalme prdidas de conexin. conexiones adB/conexin prdidas de otros posibles componentesmargen de diseo atenuacin total del enlacepotencia media de salida del transmisor potencia de entrada al receptorrango dinmico del receptorsensibilidad del receptor con el BER deseado mrgen de reserva

4. El margen de reserva debe ser mayor que cero para un diseo adecuado del sistema. Si no lo es,reexaminar todos los valores de las prdidas para reducir la atenuacin total del enlace.

Seleccin de fibra ptica: Un ejemplo.

3

Un enlace de fibra ptica debe ser diseado para proporcionar comunicaciones de datos punto apunto entre dos PC (ver Fig. 22.1). Se ha seleccionado un equipamiento de comunicaciones pticoque es compatible con el equipamiento de la PC (adecuada interfaz elctrica y protocolo de comu-nicaciones). Las especificaciones de fibra ptica recomendadas por el fabricante del equipamientose presentan posteriormente en este ejemplo en forma de tabla. Adems, el rango dinmico del re-ceptor es vlido desde cero hasta la mxima potencia del transmisor, 0 a 10 dB.La longitud de cable a travs de una ruta exterior ha sido medida y es de 1,2 Km. Debido a la natu-raleza de la instalacin se requerirn cuatro cables de fibra separados para completar el enlace. Sedispondr un panel de conexiones en ambos extremos para conectar fcilmente los cables de inter-conexin. Qu tipo de fibra ptica debe ser seleccionado para la instalacin?

Tamaofibra(m)

Atenua-cin fibra(dB/Km)

ANfibra

Ancho bandafibra(MHz x Km)

Mximaatenuacin(nm)

Mximalongitud(Km)

50/125 3,0 0,20 50 2,0 0,650/125 2,7 0,20 50 2,0 0,762,5/125 3,5 0,29 50 5,0 1,462,5/125 3,0 0,29 50 5,0 1,6100/140 5,0 0.29 50 9,5 1.5100/140 4,0 0,29 50 9,5 1,8Las dos consideraciones principales para la seleccin de la fibra ptica son la atenuacin total delenlace y la longitud de la fibra ptica. La longitud total entre equipos

FIGURA 22.1.

Ejemplo de enlace de PC por fibra ptica.

terminales pticos ha sido medida y es 1,2 Km. Debe considerarse en este momento cualquier futu-ra extensin del enlace de fibra debe ser. Tanto la atenuacin del enlace ptico como la longitud delcable de fibra aumentarn si se aade un tramo de fibra para prever requerimientos futuros adicio-nales. Si esto no ha sido planeado previamente, puede no ser posible llevar a cabo una extensinpara el cable de fibra. Para este ejemplo no se requiere ninguna futura extensin del enlace.El primer paso es recopilar toda la informacin conocida para determinar la evaluacin tcnica de lainstalacin del enlace.La longitud del cable de fibra ptica es 1,2 Km. Se requieren tres uniones para conectar los cuatrotramos del cable. Puesto que los cables sern unidos en el exterior, se ha elegido el mtodo de em-palme por fusin, con unas prdidas mximas de 0,1 dB por empalme. Hay que usar dos paneles deconexiones con cables de interconexin para conectar los equipos. El cable de fibra ptica tiene queser terminado directamente con conectores. La prdida de conexin en cada panel de conexiones es1,0 dB. Las prdidas de los cables de interconexin entre los equipos no se aaden a la evaluacindel enlace porque ya han sido tenidas en cuenta en las especificaciones del fabricante. Los cordoneso cables de interconexin son tan cortos como 3 metros, por lo que su atenuacin es mnima y porende despreciable.

4

1. La informacin siguiente se ha obtenido de los fabricantes del cable y del equipamiento ptico:

tipo y dimetro de fibra ptica recomendados, tabulados para seis fibras pticasatenuacin mxima de fibra ptica recomendada (dB/Km) a la longitud de onda de trabajo,tabulados para seis fibras pticasapertura numrica recomendada de la fibra ptica (AN) tabulada para seis fibras pticasancho de banda recomendado de la fibra ptica (MHz x Km) a la longitud de onda de traba-jo, tabulado para seis fibras pticasmxima longitud de la fibra ptica, tabulada para seis fibras pticasespecificaciones de las mximas prdidas del equipamiento para cada fibra ptica utilizada,tabuladas para sies fibras pticassensibilidad del receptor para un BER no proporcionado potencia media de salida deltransmisor, no proporcionadarango dinmico del equipo receptor, desde la mxima potencia hasta la mnima sensibilidad

(un rango dinmico pleno)

2. Del plan de instalacin de la FO:

la longitud total del enlace de fibra ptica es de 1,2 Kmel nmero total de empalmes precisados es de tres a razn de 0,1 dB por empalme el nme-ro de conexiones de fibra es de dos a 1 dB por conexinel margen de diseo se estima en 2 dBlas prdidas debidas a otros componentes en el sistema las consideramos como cero

A partir del listado de fibras pticas recomendadas por el fabricante del equipo ptico, el criterio dedistancia nos lleva a las fibras pticas de los tipos 62,5/125 o 100/140. La primera eleccin de fibraptica es la estndar 62,5/125 con 3,0 dB/Km de prdidas. Usaremos sta para un clculo preliminarde nuestro proyecto ptico.

3. Proyecto ptico:Prdidas de la fibra ptica a 850 nm:

1,2 Km longitud a 3,0 dB/KmPrdidas en los empalmes:Tres empalmes a 0,1 dB/empalmePrdidas en las conexiones:Dos conexiones a 1,0 dB/conexinPrdidas de otros componentesMargen pticoPrdidas totales del enlace

3,6

0,3

2,002.07,9

dB

dB

dBdBdBdB

Por lo tanto, utilizando la fibra ptica de 62,5/125 pm, a 3,0 dB/Km, el enlace total tendr unas pr-didas de 7,9 dB. Esto es ms elevado que el valor dado por el fabricante del equipo ptico, cuyasmximas prdidas son de 5,0 dB, y por lo tanto no puede utilizarse.Una segunda eleccin seria la fibra tipo 100/140 con 4 dB/Km de atenuacin. El proyecto del enla-ce nos muestra lo siguiente:Prdidas de la fibra ptica a 850 nm:1,2 Km de longitud a 4,0 dB/Km 4,8 dBPrdidas en los empalmes:

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Tres empalmes a 0,1 dB/empalmePrdidas en las conexiones:Dos conexiones a 1,0 dB/conexinPrdidas de otros componentesMargen pticoPrdidas totales del enlace

0,3

2.002.09,1

dB

dBdBdBdB

Las prdidas totales del enlace utilizando la fibra tipo 100/140 m a 4 dB/Km son de 9,1 dB. stasson menores que las suministradas por el fabricante del equipo ptico, cuyas mximas prdidas al-canzan los 9,5 dB. Por lo tanto se han satisfecho los criterios de mximas prdidas. La longitud totalde 1,8 Km facilitada por los fabricantes de los equipos pticos es superior a los 1,2 Km requeridospor la instalacin y, por lo tanto, tambin se cumplen los criterios de longitud. Consecuentemente,este tipo de fibra ptica puede ser utilizado en la instalacin.Muchos fabricantes de equipos pticos para redes LAN recomendarn solamente un tipo de fibraptica (62,5/125) para utilizar con sus equipamientos. Esto simplifica el proceso. El siguientesejemplo muestra los clculos basados en esta informacin.

Fibra ptica estndar utilizada con equipos pticos para LAN: Un ejemplo.Una seccin de LAN debe ser ampliada en una planta utilizando fibra ptica. Para este enlace sevan a considerar dos repetidores LAN de fibra ptica proyectados especficamente con este propsi-to. Los fabricantes de los repetidores proporcionan la informacin siguiente para la fibra ptica queva a utilizarse con este equipamiento:

Longitud de onda de trabajo del equipoTipo de fibra pticaAncho de banda de la fibraMxima atenuacin de la fibraLongitud mxima de la fibraRango dinmico del receptor

850 nmmultimodo 62,5/125, AN = 0,29100 MHz x Km5,0 dB/Km1 Kmpleno rango

El fabricante del equipo asume que la fibra ptica no ser empalmada. que solamente se requerirndos conectores para el equipamiento, y que no habr que aadir ms prdidas al enlace.La longitud medida del enlace de fibra ptica fue de 0,7 Km. El cable de fibra ptica ser el indica-do para este enlace y no necesitar ni paneles de interconexin ni empalmes. Qu tipo de fibra p-tica ser necesario adquirir para que este enlace sea operativo? Cmo ser el diseo?Este proyecto es simple, y el fabricante del equipamiento proporciona toda la informacin necesariapara la adecuada adquisicin de la fibra ptica.La longitud de la fibra ptica medida ser de 0,7 Km, valor que es menor que los criterios de mxi-ma longitud del fabricante del equipo. No se utilizan ni conectores ni empalmes (slo los conectoresterminales). Las nicas prdidas sern las resultantes de la atenuacin de la propia fibra ptica. Elcable a seleccionar deber proporcionar las mismas o mejores especificaciones que las que reco-mienda el fabricante. El proyecto deber asemejarse al mostrado en la Figura 22.2 con un cable fi-bra exclusivo para este enlace sin conectores ni uniones. Si se necesitase aadir empalmes o conec-tores, entonces se proyectara el enlace para darle su adecuada dimensin. Por ejemplo, si se aadendos conectores y un empalme al enlace de fibra, entonces el proyecto tomara la forma siguiente:Prdidas en la fibra ptica a 850 nm

0,7 Km de longitud a ? dB/KmPrdidas en empalmes:Un empalme a 0,1 dB/empalmePrdidas de conexin:Dos conexiones a 1,0 dB/conexin

? dB

0,1 dB

2,0 dB

6

Prdidas de otros componentesMargen pticoPrdidas totales del enlace

0 dB2.0 dB5,0 dB

La mxima atenuacin de una fibra del equipamiento del fabricante se convierte en las mximasprdidas multiplicando por un kilmetro de longitud. El resultado de 5 dB

FIGURA 22.2.

LAN simple por fibra ptica.

se utiliza como prdidas totales del enlace. Recomponiendo la ecuacin, las prdidas de la fibra p-tica que se obtienen son de 0,9 dB, y la atenuacin de la fibra ptica deber ser de 1,2 dB/km o me-nos.

Prdidas de la fibra ptica=

5,0- 2,0 - 2,0 - 0,1

Prdidas de la fibra ptica= 0,9 dB

Atenuacin de la fibra ptica =

0,9 dB/0,7 km

Mxima atenuacin de la fibra ptica = 1,2 dB/kmSi se aaden dos conectores y un empalme al enlace se requiere una fibra ptica de atenuacinmxima 1,2 dB/km.En el ejemplo siguiente, el fabricante del equipamiento proporciona la potencia nominal de salidadel equipo ptico y la sensibilidad del receptor, en lugar de atenuacin o del nivel de prdidas. Estorequiere clculos adicionales aunque no es complicado.

Potencia de salida ptica nominal y sensibilidad del receptor: Un ejemplo.Se utiliza un enlace de fibra ptica para conectar una cmara remota de vdeo de vigilancia hasta unmonitor que est alejado 3 Km. (ver Fig. 22.3). La cmara es un modelo de alta calidad con 10 MHzde ancho de banda y una salida de vdeo en el estndar NTSC. Se ha encontrado un fabricante deequipamiento ptico que puede convertir las seales elctricas NTSC de 10 MHz en seal de trans-misin ptica. y cuyas especificaciones del equipo son las siguientes:

Longitud de onda de trabajoTipo de fibra ptica

1.310 nmmultimodo 62,5/125. AN =

0,29Ancho de banda de la fibra ptica 300 MHz x km

Potencia nominal de salida ptica

-15 dBm

Sensibilidad del receptor -25 dB m a SIN 68 dB

Mxima longitud de la fibra ptica

3 km

Rango dinmico del receptor -20 dBm a-25 dBmPara la instalacin se necesitarn dos paneles de conexiones y dos empalmes. Puede utilizarse esteequipamiento ptico? Si es as, qu fibra ptica se necesitar?

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FIGURA 22.3.

Ejemplo de enlace de vdeo por fibra ptica.

El primer paso a dar es determinar el proyecto de instalacin. La longitud del enlace es de 3 Km. Seprecisan dos empalmes para conectar las tres secciones de cable entre s. Como los cables van a serempalmados en el exterior, se ha seleccionado el mtodo de fusin con unas prdidas de 0,1 dB. Elcable ser terminado directamente con conectores. Se usarn dos paneles de conexiones con latigui-llos para conectarlos al equipo. Las prdidas de conexin en cada panel de conexiones son de 1,0dB. Las prdidas de los latiguillos no se aaden a la instalacin del enlace porque ya estn incluidasen las especificaciones del equipamiento del fabricante. Los latiguillos son de una longitud de ape-nas 3 metros, por lo que la atenuacin de su fibra es mnima y puede ignorarse.

1. Procedente del fabricante del equipo se ha obtenido la siguiente informacin:

recomendacin para el dimetro de fibra ptica 62,5/125atenuacin de la fibra ptica a determinarseapertura numrica de la fibra ptica AN = 0,29ancho de banda de la fibra ptica a la longitud de onda de trabajo 300 MHz x Km3 Km de longitud mxima de fibra pticamximas prdidas del equipamiento no suministradassensibilidad del receptor -25 dBm a 68 S/Npotencia media de salida del transmisor -15 dBmmargen dinmico del receptor de -20 a -25 dBm

2. Del plan de instalacin de la fibra ptica:

la longitud total del enlace ptico es de 3 Kmel nmero total de empalmes pticos es de dos a 0,1 dB por empalmeel nmero de conexiones de la fibra es de dos a 1 dB por conexin el margen de diseo es-timado es de 2 dBlas prdidas pticas debidas a otros componentes del sistema son nulas

3. Los clculos del proyecto ptico son los siguientes:

a)

Prdidas en la fibra ptica a 1.310 nm:

b)

c)

3,0 Km largo a ? dB/KmPrdidas en empalmes:Dos empalmes a 0,1 dB/empalmePrdidas de conexin:Dos conectores a 1,0 dB/conexin

?

0,2

2,0

dB

dB

dB

d)

Prdidas de otros componentes

0

dB

e) Margen ptico

1,0 dB

f)

Prdida total del enlace

?

dB

g) Potencia media de salida del

-15,0

dBm

transmisor

8

h)i)j)k)

Potencia de entrada del receptor (g -j)Rango dinmico del receptorSensibilidad del receptor a 68 dB S/NMargen restante (h -j)

?-20 a - 25-25

dBmdBmdBm0 dB

Trabajando con datos anteriores, resolvemos la entrada de potencia al receptor utilizando elmargen restante de 0 dB y la sensibilidad del receptor de -25 dBm.Potencia entrada receptor = Margen restante + sensibilidad receptorPotencia entrada receptor = 0 dB + (-25 dBm)Potencia entrada receptor =-25 dBmA continuacin resolvemos las prdidas totales del enlace:Prdidas totales del enlace = Potencia media salida transmisor - potencia entrada receptorPrdidas totales enlace =-15 dBm-(-25 dBm)Prdidas totales enlace = 10 dBPara determinar las prdidas en la fibra ptica debemos utilizar la siguiente frmula:Prdidas en la fibra ptica = Prdidas total enlace - prdidas conexin- Margen ptico - pr-didas unionesPrdidas fibra ptica = 10.0 - 2,0 - 2,0 - 0,2Prdidas fibra ptica = 5,8 dBLas prdidas de la fibra ptica se dividen entre la longitud total del cable para determinar laatenuacin de la fibra ptica:Atenuacin fibra ptica = 5.8 dB/3.0 KmAtenuacin fibra ptica = 1.9 dB/KmLa fibra ptica 62,5/ 125 (AN = 0,29) para ser utilizada en esta instalacin debera tener unaatenuacin no mayor que 1,9 dB/Km a 1.310 nm. Para satisfacer el criterio del ancho debanda, el cable debera tener un ancho de banda de 300 MHz x Km y ser ms corto que 3Km.En estos ejemplos se utiliz el margen ptico de 2 dB para prever futuras contingencias, co-mo pueden ser empalmes adicionales de fibra ptica, conexiones sucias o ampliacin de laextensin del cable.

CLCULOS DEL ANCHO DE BANDAPara algunas instalaciones de fibra ptica es necesario determinar el ancho de banda mximo que lafibra ptica podr soportar con xito. Este dato puede ser necesario porque los fabricantes del equi-pamiento ptico no nos han proporcionado suficientes detalles para la instalacin o porque el diseodel sistema resulta complejo. El mejor mtodo para determinar el mximo ancho de banda del sis-tema es el de la medida directa. No obstante, esto supone un gasto de tiempo y requiere un equipode medida sofisticado. Pueden utilizarse ecuaciones tericas para predecir el ancho de banda delsistema, pero ello envuelve clculos complejos que salen fuera del alcance de este libro. Unaaproximacin muy til se consigue siguiendo el mtodo que se describe en esta seccin.

Fibras multimodoEl ancho de banda de transmisin por fibras multimodo est limitado por parmetros de la fibra p-tica, como la dispersin modal y la dispersin cromtica, y tambin por parmetros de los equipos

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pticos, generadores de luz y tiempo de subida (respuesta) del fotodetector. Cuando se calcula elancho de banda deberan tenerse en cuenta todos estos parmetros.Para aproximarnos a la mxima velocidad de transmisin de las fibras multimodo deben obtenersedel fabricante unos datos muy precisos de la fibra y del equipamiento. La informacin requerida esla siguiente:Datos de la fibraAncho de banda modal de la fibra ptica(a la longitud de onda de trabajo): MHz x Km B(Modal MHzxKm)Dispersin cromtica de la fibra(a la longitud de onda de trabajo): ns/nm x Km DCromat,(ns/nm xKm)Longitud total de la fibra instalada: Km dinstal (Km)Longitud de fbrica de la fibra ptica: Km Dfbrica (Km)

Gamma, concatenacin/rebaje: gamma

Datos del equipamiento de onda luminosa

Para las fibras multimodo, deben considerarse tanto la dispersin cromtica como la dispersin mul-timodo (modal) a la hora de determinar la mxima velocidad de transmisin de datos del enlace defibra ptica. Las especificaciones de los fabricantes dan listados del ancho de banda modal de lasfibras pticas en funcin de la distancia. en MHz x Km. Este valor no incluye la dispersin cromti-ca. que viene dada por los fabricantes como tiempo de subida de la fibra en las unidades ns/nm xKm. Estas dos unidades son necesarias para determinar un valor final del ancho de banda.Con el fin de efectuar estos clculos debe determinarse de forma muy precisa la longitud de la fibraptica en la instalacin. Esta longitud es el largo total de fibra de la instalacin comprendida entre eltransmisor ptico y el receptor terminal del equipamiento.La longitud de fbrica de la fibra es la longitud de fibra que ha usado el fabricante para medir el an-cho de banda modal de la fibra ptica (MHz x Km).La gamma de rebaje es el valor gamma proporcionado por el fabricante para tramos instalados defibra, ms cortos que los usados en fbrica por el fabricante para medir el ancho de banda modal dela fibra ptica. La gamma de concatenacin es el valor gamma proporcionado por el fabricante paratramos de fibra instalados que son ms largos que los empleados en fbrica para medir el anchomodal de la fibra ptica.La velocidad de transmisin en baudios es el rgimen elctrico en baudios del equipo.El mtodo de modulacin es comnmente del tipo PCM con NRZ, RZ. cdigo Manchester, o modu-lacin analgica de amplitud.La anchura espectral del generador de luz es la anchura espectral en nanmetros considerada a mi-tad de potencia ptica (-3 dB).El tiempo de subida del generador de luz y del detector es el tiempo en nanosegundos que necesitauna seal de entrada con forma de onda en escaln para subir entre el 10 y el 90 por 100 de la am-plitud total medida a la salida.La longitud de onda de trabajo es la longitud de onda que usa el sistema para las comunicaciones.Todos los ensayos deben ser efectuados y los parmetros de la fibra obtenidos para esta longitud deonda de trabajo.

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Para determinar el tipo de fibra, dados los parmetros del equipo ptico, deben seguirse los siguien-tes pasos:1. En primer lugar, el ancho de banda elctrico del sistema (BSist.Electr.(MHz)) debe ser determinado apartir de la velocidad de transmisin de datos requerida en Mbps. El ancho de banda depende delmtodo de modulacin. Una modulacin en cdigo NRZ requiere la mitad de ancho de banda queuna modulacin en cdigo RZ:BSist .Electr.( MHz ) RRZ ( Mbps )BSist .Electr.( MHz ) RManchester ( Mbps)BSist .Electr.( MHz ) FAna log( MHz )

BSist .Electr.( MHz )

RNRZ ( Mbps )2

2. Con objeto de calcular los parmetros desconocidos se aplicar la ecuacin siguiente del tiempode subida:2 2 2 2 2

El miembro izquierdo de esta ecuacin puede ser considerado como el tiempo total de subida de lafibra ptica:2 2 2

El miembro derecho de esta ecuacin puede considerarse como el tiempo de subida del equipo:2 2 2 2

3. Primero se calcula el tiempo de subida atribuible a los parmetros del equipo. El ancho de bandadel sistema elctrico se convierte a tiempo de subida usando una aproximacin conservadora:

TSistema ( ns )

0,35BSit .Electr (GHz )

4. Utilizando los datos del fabricante, se introducen en la ecuacin del tiempo de subida del equipolos tiempos de subida del generador de luz y del detector:2 2 2 2

5. A continuacin, se determinan los valores para el tiempo de subida total de la fibra. Se calcula eltiempo de subida para la dispersin cromtica:TCromtica( ns ) DCromtica(ns / nm) xKm xWEspectral ( nm) xd instal ( Km)6. El producto ancho de banda modal por longitud de la fibra ptica se convierte en un ancho debanda modal total de la fibra instalada para todo el tramo de fibra:BMOdal.Instal ( Mhz ) BMOdal ( MhzxKm) / d instal ( Km)Si en el momento de la instalacin la longitud, de cable no es la misma que la longitud de fbrica,entonces debe aplicarse el factor gamma del fabricante para ajustar el ancho de banda a la longitudinstalada.Los valores del ancho de banda modal de la fibra ptica se miden en fbrica para una longitud es-tndar. Si la longitud de fibra empleada en una instalacin es mayor o menor, el ancho de bandamodal de la fibra cambiar. El factor gamma proporciona una correccin para este cambio en longi-tud. Consultando al fabricante se puede obtener la longitud empleada para medir el ancho de bandamodal de la fibra ptica. El valor gamma () no tiene unidades y vara entre 0,5 y 1,0.Si la longitud de la instalacin de fibra ptica es inferior a la longitud medida en fbrica (la fibra esrecortada), se puede aplicar la siguiente ecuacin:BMOdal.Instal ( MHz ) (BModal ( MHzxKm) / d Fbrica ( Km ) ) x(d Fbrica ( Km) / d Instal ( Km) )Si la longitud de la instalacin de fibra ptica es mayor que la longitud medida en fbrica, se conca-tenarn varios tramos de longitudes de fibra de fbrica, y se puede aplicar la siguiente ecuacin:

11TModal ( ns ) TCromtica ( ns ) TSistema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TFibra ( ns ) TModal ( ns ) TCromtica( ns )TEquipo( ns ) TSistema( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) TSitema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )

BModal.Instal ( MHz )

(BMOdal ( MHzxKm) / d Fbrica ( Km) )

1

7. El ancho de banda modal de la fibra ptica se convierte a ancho de banda modal elctrico. Esto esnecesario porque una cada de 3 dB en potencia ptica equivale a una de 6 dB en potencia elctrica.BModalElctrico( MHz ) 0,71xBModalInstalacin( MHz )8. El ancho de banda modal elctrico se convierte entonces a un tiempo de subida modal:

TModal ( ns ) 0,35

BMOdalElctrico(GHz )

9. A continuacin se calcula el tiempo de subida total de la fibra:2 2 2

El ancho de banda elctrico total de la fibra ptica puede calcularse como sigue:

BFibraTotal (GHz ) 0,35

TFibra ( ns )

10. Si el tiempo de subida total de la fibra TFibra( ns ) es igual o menor que el tiempo de subida total delequipo TEquipo , la seleccin de la fibra ptica es apropiada para la velocidad de transmisin de datosrequerida del equipo.

Enlace de comunicaciones LAN de datos: Un ejemplo.Un enlace de fibra ptica debe ser diseado para proporcionar comunicacin LAN de datos a 10Mbps. La distancia del camino de fibra ptica entre repetidores LAN es 3.2 Km. El cable de Fibraptica se adquiere con una longitud de fbrica de 4,4 Km y se recorta para la instalacin. El equipoptico a seleccionar tiene las siguientes especificaciones de datos:

Velocidad mxima en baudios:

10 Mbps

Mtodo de modulacin: NRZ

Ancho espectLAN ptico:Tiempo de subida del generador deluz:Tiempo de subida del fotodetector:

20 nm12 ns

20 ns

Longitud de onda de transmisin: 850 nmSe contempla el siguiente tipo de fibra para la instalacin:

Tipo de fibra:

Multimodo 62.5/125 Mm

Ancho de banda a 850 nm:' 160 MHz x Km

Dispersin cromtica:

0,1 ns/nm x kan

Longitud de fbrica: 4,4 Km

Longitud de la instalacin:

3,2 Km

Gamma de recorte: - 0,5Puede mantener esta fibra ptica la velocidad de transmisin de datos del equipo ptico?1. En primer lugar, se determina el ancho de banda elctrico del sistema:

BSist .Electr.( MHz )

RNRZ ( Mbps )2

10 / 2 5MHz

2. Entonces se aplicar la ecuacin de evaluacin del tiempo de subida para determinar si el anchode banda de la fibra es aceptable:2 2 2 2 2

3. El ancho de banda del sistema elctrico se convierte en un tiempo de subida aproximado:

TSistema( ns )

0,35BSit .Electr (GHz )

0,35

0,005

70ns

12

TFibra ( ns ) TModal ( ns ) TCromtica ( ns )TModal ( ns ) TCromtica( ns ) TSistema( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )

4. Se puede calcular el tiempo de subida atribuible a los parmetros del equipo ptico:2 2 2 2

2

5. Se calcula el tiempo de subida para la dispersin cromtica de la fibra ptica:TCromtica( ns ) DCromtica ( ns / nm) xKm xWEspectral ( nm) xdinstal ( Km)TCromtica( ns ) 0,1x20x3,2 6,4ns6. La longitud de instalacin de la fibra ptica es inferior a la longitud de medida del ancho de ban-da en fbrica; por lo tanto, se usar la ecuacin una gamma de recorte para ajustar el valor del anchode banda modal:BMOdal.Instal ( MHz ) (BModal ( MHzxKm) / d Fbrica( Km ) ) x(d Fbrica( Km) / d Instal ( Km) )

BMOdal.Instal ( MHz )

1604,4

x(

3,2

)

42,6MHz

7. El ancho de banda modal ptico se convierte a ancho de banda elctrico:BModalElctrico( MHz ) 0,71xBModalInstalacin( MHz )BModalElctrico( MHz ) 0,71x42,6 30,2MHz8. El ancho de banda modal elctrico se convierte entonces en tiempo de subida modal:

TModal ( ns ) 0,35

BMOdalElctrico(GHz )

TModal ( ns )

0,350,302

11,6ns

9. Por lo tanto, el tiempo de subida total de la fibra se calcula como sigue:2 2 2

2

TFibra ( ns ) 11,6 2 6,4 2 13,2nsEl ancho de banda elctrico total de la fibra ptica se calcula de la siguiente forma:

BFibraTotal (GHz ) 0,35

TFibra ( ns )

BFibraTotal (GHz )

0,3513,2

26,5MHz

10. El tiempo de subida total de la fibra ptica es 13,2 ns, el cual es inferior al tiempo de subida de66 ns requerido por el equipo en el punto 4. Por lo tanto, esta eleccin de la fibra ptica es adecuadapara la velocidad requerida de transmisin de datos.

Enlace de transmisin de vdeo en circuito cerrado: Un ejemplo.Se va a disear un enlace por fibra ptica para proporcionar un enlace de transmisin de vdeo a unacmara de vdeo monitorizando en circuito cerrado. La distancia del camino de la fibra ptica entremdems pticos es 4,4 Km. El equipo del mdem ptico a seleccionar tiene las siguientesespecificaciones:

Ancho de banda de vdeo a 3 dB:

10 MHz

Mtodo de modulacin: Analgico

Anchura espectral de la luz:

20 nm

Tiempo de subida del generador de luz: 5 ns

Tiempo de subida del fotodetector-.

8 ns

13TEquipo( ns ) TSitema( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) 70 212 2 20 2 66ns4,4 0,5TFibra ( ns ) TModal ( ns ) TCromtica ( ns )TFibra ( ns ) 11,6 2 6,4 2

Longitud de onda de transmisin: 850 nmSe contempla el siguiente tipo de fibra para la instalacin:

Tipo de fibra:

Multimodo 62,5/125 m

Ancho de banda a 1.310 nm: 200 MHz x km

Dispersin cromtica:

0,1 ns/nm x km

Longitud de fbrica: 2,2 km

Longitud de instalacin:

4,4 km

Gamma de concatenacin: 0,9Tendr esta fibra ptica suficiente ancho de banda para el largo de fibra requerido?

1. Primeramente, se determina el ancho de banda elctrico del sistema:BSist .Electr.( MHz ) FAna log( MHz )BSist .Electr.( MHz ) 10MHz2. Se aplicar la ecuacin de evaluacin del tiempo de subida para determinar si el ancho de bandade la fibra es aceptable:2 2 2 2 2

3. Se convierte el ancho de banda del sistema elctrico a un tiempo de subida aproximado:

TSistema( ns )

0,35BSit.Electr (GHz )

0,35

0,001

35ns

4. El tiempo de subida atribuible a los parmetros del equipo ptico puede calcularse como sigue:2 2 2 2

2

5. El tiempo de subida para la dispersin cromtica de la fibra ptica se calcula a continuacin:TCromtica ( ns ) DCromtica ( ns / nm) xKm xWEspectral ( nm) xd instal ( Km)TCromtica ( ns ) 0,1x20x4,4 8,8ns6. La longitud de instalacin de la fibra ptica requiere dos largos de cable de fbrica, por lo tanto,la ecuacin de gamma de concatenacin se usar para ajustar el valor del ancho de banda modal.

BModal.Instal ( MHz )

(BMOdal ( MHzxKm) / d Fbrica ( Km) )

1

BModal.Instal ( MHz )

1 200 0,9

1

0,9

BModal.Instal ( MHz ) 48,7MHz7. El ancho de banda modal se convierte entonces en ancho de banda elctrico:BModalElctrico( MHz ) 0,71xBModalInstalacin( MHz )BModalElctrico( MHz ) 0,71x48,7 34,6MHz8. El ancho de banda modal elctrico se convierte a continuacin en un tiempo de subida modal:

TModal ( ns ) 0,35

BMOdalElctrico(GHz )

TModal ( ns )

0,350,0346

10,1ns

9. Por lo tanto el tiempo de subida total de la fibra se calcula como sigue:

14TModal ( ns ) TCromtica ( ns ) TSistema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) TSitema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) 352 52 82 33,7ns 2,2 200 0,9 2,2

2 2 2

2

TFibra ( ns ) 10,12 8,82 13,4nsEl ancho de banda total elctrico de la fibra ptica viene dado por:

BFibraTotal (GHz ) 0,35

TFibra ( ns )

BFibraTotal (GHz )

0,3513,4

26,1MHz

10. El tiempo de subida total de la fibra ptica es de 13,4 ns, el cual es inferior al tiempo de subidade 33,7 ns requerido por el equipo en el punto 4. Por lo tanto, esta eleccin de fibra ptica es ade-cuada para el ancho de banda de vdeo requerido.

Fibras monomodoEl ancho de banda de un sistema de fibra monomodo est limitado por la dispersin cromtica ma-terial y por la dispersin cromtica gua-onda, la cual se especifica en la forma picosegun-dos/(nanmetro x kilmetro) (ps/nm x Km). Tambin est limitado por parmetros del equipo talescomo los tiempos de subida del generador de luz y del fotodetector. Hay fibras monomodo conven-cionales con una dispersin cercana a cero a la longitud de onda de trabajo de 1.310 nm, por lo quesoportan anchos de banda muy elevados. Hay tambin disponibles fibras pticas con dispersin cer-cana a cero a 1.550 nm y que se conocen como fibras de dispersin desplazada. Tambin hay dis-ponibles fibras pticas con dispersin cercana a cero tanto a 1.310 como a 1.550 nm, y se conocencomo fibras de dispersin plana.Para aproximarse a la velocidad mxima de transmisin de una fibra monomodo debemos obtenerdel fabricante datos precisos del equipamiento y de la fibra. Se requiere la siguiente informacin:Datos de la fibraDispersin cromtica material

(a la longitud de onda de trabajo): ns/nm x kmDispersin cromtica gua-onda(a la longitud de onda de trabajo): ns/nm x kmLongitud de instalacin total de la fibra: km

Datos del equipo ptico

DMaterial ( ns / nmxKm)

DGuiaOnda( ns / nmxKm)Dinstal ( Km)

Velocidad de transmisin en baudios:Mtodo de modulacin ptica:

Anchura espectral del generador de luz:Tiempo de subida del generador de luz:Tiempo de subida del fotodetector.Longitud de onda de trabajo:

MbpsNRZ, RZ, Manches-ter, Analgiconmnsnsnm

RMbps

WEspectral ( nm)TGenerador ( ns )TDetector (ns )

A la hora de determinar el ancho de banda de la fibra ptica deben tenerse en cuenta tanto la disper-sin material como dispersin gua-onda. Las especificaciones del fabricante recogen la dispersinen las unidades ps/nm x Km.

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TFibra ( ns ) TModal ( ns ) TCromtica ( ns )TFibra ( ns ) 10,12 8,82

Para realizar estos clculos se debe determinar con precisin la longitud de instalacin de la fibraptica. Esta longitud es el largo total del enlace de fibra ptica entre los equipos pticos terminalesde transmisin y de- recepcin.La velocidad de transmisin en baudios es la velocidad elctrica en baudios del equipo, en Mbps. Elmtodo de modulacin es comnmente del tipo PCM con NRZ, RZ, Cdigo Manchester o modula-cin analgica de amplitud.La anchura espectral del generador de luz es la anchura espectral a mitad de potencia (-3 dB), ennm, de la fuente de luz, la cual es frecuentemente un lser.El tiempo de subida del generador o del detector es el tiempo en ns que se requiere para que unaseal de entrada con forma de escaln suba entre el 10` y el 90 por 100 de la amplitud total a la sa-lida.Dados los parmetros del equipo ptico, se pueden seguir los siguientes pasos para determinar eltipo de fibra ptica:1. En primer lugar, debe determinarse el ancho de banda elctrico del sistema ( BSist.Elctr ( MHz ) )a partirde la velocidad de transmisin d datos en Mbps requerida por el sistema.. El ancho de banda de-pende del mtodo de modulacin. Una modulacin en cdigo NRZ requiere la mitad de ancho debanda que una modulacin en cdigo RZ:BSist.Electr.( MHz ) RRZ ( Mbps )BSist.Electr.( MHz ) RManchester ( Mbps)BSist.Electr.( MHz ) FAna log( MHz )

BSist.Electr.( MHz )

RNRZ ( Mbps )2

2. Se aplicar la ecuacin de evaluacin del tiempo de subida para calcular los parmetros descono-cidos:2 2 2 2

El miembro izquierdo de esta ecuacin puede considerarse como el tiempo de subida total de la fi-bra ptica:2 2 2

El miembro derecho de la ecuacin puede considerarse como el tiempo de subida del equipo:2 2 2 2

3. En primer lugar se calcula primero el tiempo de subida atribuible a los parmetros del equipo. Elancho de banda del sistema elctrico se convierte en tiempo de subida usando una aproximacinconservadora:

TSistema( ns )

0,35BSit.Electr (GHz )

4. Usando los datos del fabricante, se introducen los tiempos de subida del generador ptico y deldetector en la ecuacin del tiempo de subida del equipo, la cual se resuelve como sigue:2 2 2 2

5. El tiempo de subida cromtico se calcula usando los valores de la dispersin cromtica de la fibraa la longitud de onda de trabajo:DCromtica ( ns / nmxKm) DMaterial ( ns / nmxKm) DGuiaOnda ( ns / nmxKm)TCromtica ( ns ) DCromtica ( ns / nm) xKm xWEspectral ( nm) xd instal ( Km)El ancho de banda elctrico total se calcula entonces as:

BFibraTotal (GHz ) 0,35

TFibra ( ns )

16TCromtica( ns ) TSistema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TFibra ( ns ) TModal ( ns ) TCromtica( ns )TEquipo( ns ) TSistema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) TSitema( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )

6. Si el tiempo de subida total de la fibra TCromtica( ns ) es igual o menor que el tiempo de subida totaldel equipo TEquipo , la eleccin de la fibra ptica es adecuada para la velocidad de transmisin le da-tos que el equipo requiere.

Enlace de comunicaciones OC-3: Un ejemplo.Se disea un enlace de fibra ptica para proporcionar un enlace de comunicaciones OC-3 a alta ve-locidad y obtener 2.000 canales de comunicacin va telefnica entre dos ciudades separadas 50 km.El equipo ptico que se ha seleccionado tiene las especificaciones siguientes:

Velocidad de transmisin en baudios:

155.52 Mbps

Mtodo de modulacin ptica: tipo NRZ

Anchura espectral del generador de luz:

20 nm

Tiempo de subida del generador de luz: 2,0 ns

Tiempo de subida del fotodetector:

1,0 ns

Longitud de onda de trabajo: 1.310 nmLa fibra ptica a seleccionar tiene las especificaciones siguientes:

Dispersin cromtica material:Dispersin cromtica gua-onda:Longitud de instalacin total de la fibra:

-6 ns/nm x km a 1.310 nm5 ns/nm x km a 1.310 nm50 km -

Proporcionar esta fibra ptica el ancho de banda de transmisin adecuado?1. Primeramente, se determina el ancho de banda del sistema:

BSist .Electr.( MHz )

RNRZ ( Mbps)2

155,52 / 2 77,76MHz

2. Se aplicar la ecuacin de la evaluacin del tiempo de subida para calcular los parmetros desco-nocidos:2 2 2 2

3. Se convierte el ancho de banda elctrico del sistema elctrico en tiempo de subida:

TSistema ( ns ) 0,35

BElctrico(GHz )

TSistema ( ns )

0,350,07776

4,5ns

4. Entonces se resuelve la ecuacin del tiempo de subida del equipo:2 2 2 2

2

5. Se calcula el tiempo de subida para la dispersin cromtica:DCromtica ( ns / nmxKm) DMaterial ( ns / nmxKm) DGuiaOnda ( ns / nmxKm)DCromtica ( ns / nmxKm)0,006 0,005TCromtica ( ns ) DCromtica ( ns / nm) xKm xWEspectral ( nm) xd instal ( Km)TCromtica ( ns ) 0,001x20x50 1ns

El ancho de banda elctrico total de la fibra ptica se calcula como sigue:

17TCromtica( ns ) TSistema ( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) TSitema( ns ) TGenerador ( ns ) TDetector ( ns )TEquipo( ns ) 4,52 2 212 3,9ns

BFibraTotal (GHz ) 0,35

TFibra ( ns )

BFibraTotal (GHz )

0,351,0

0,35GHz

6. El tiempo de subida total de la fibra TCromtica(ns ) 1ns es inferior al tiempo de subida total delequipo TEquipo 3,9ns del punto 4, por lo que la eleccin de la Fibra ptica es adecuada para la velo-cidad de transmisin de datos requerida por el equipo.

TOPOLOGAS DE REDLas redes de fibra ptica deberan ser configuradas para dotar al sistema de la suficiente flexibilidady versatilidad que permita obtener todos los beneficios de la fibra ptica. La prctica tradicional enla explotacin de la fibra es instalar un cable de fibra dedicado exclusivamente para cada nuevaaplicacin. Esto puede resultar costoso y puede limitar considerablemente el potencial del cable.Los sistemas deberan ser instalados segn un plan de explotacin del cable de fibra ptica diseadocuidadosamente. Entonces, por ejemplo. cuando se instala una nica aplicacin del tipo punto apunto, sta puede ser sobredimensionada para una planificacin futura de la red.Las topologas de red se pueden clasificar como topologas lgicas o fsicas. Una topologa lgicadescribe el mtodo por el cual se comunican unos con otros los nodos de la red. Una topologa fsi-ca es el trazado real fsico del cableado y de los nodos en la red (ver Fig. 22.4).

Topologas lgicasHay cuatro topologas lgicas estndar:1. Punto a punto (Point to Point)2. En estrella (Star)3. En enlace comn (Bus)4. En anillo (Ring)Las secciones siguientes describirn brevemente cada una de esta topologas.

FIGURA 22.4.

Topologas lgica y fsica.

1. Lgica punto apunto.

Una topologa lgica punto apunto enlaza directamente dos

dispositivos entre s (ver Fig. 22.5). Los protocolos comunes de comunicacin por ordenador usanesta topologa, incluyendo RS232, RS422. V.35, T1, T3 y otros protocolos patentados. Las aplica-ciones incluyen conexiones de ordenadores con mdem, enlaces de multiplexado, enlaces de radiobidireccionales y enlaces va satlite.

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FIGURA 22.5.

FIGURA 22.6.

Topologas lgicas punto a punto y en estrella.

Topologa en enlace comn y en anillo.

2. Lgica en estrella.

Una topologa lgica en estrella es una configuracin de enlaces pun-

to a punto que tienen todos un nodo comn (ver Fig. 22.5). Las aplicaciones incluyen sistemas tele-fnicos PBX y sistemas multiestacin de monitorizado de vdeo.3. Lgica en enlace comn. En una topologa lgica en enlace comn, todos los dispositi-vos se conectan a un bus comn de transmisin, normalmente un cable coaxial (ver Fig. 22.6). Eneste bus, la transmisin tiene lugar en ambas direcciones. Cuando un dispositivo transmite informa-cin, todos los dems dispositivos reciben la informacin al mismo tiempo. Esta topologa en enlacecomn es el estndar IEEE 802.3 y 802.4. Las aplicaciones incluyen Ethernet y token bus.

4. Lgica en anillo.

Una topologa lgica en anillo tiene todos los nodos conectados en un

anillo (ver Fig. 22.6). La transmisin tiene lugar por un cable en una direccin sobre el anillo. Si seusan dos anillos de transmisin, la configuracin se llama anillo lgico de rotacin inversa, y lastransmisiones tienen lugar en sentidos opuestos en cada uno de los anillos. Esta topologa en anillodoble proporciona autoproteccin a la red en el caso de que fallen un cable o nodo (ver Fig. 22.7).Las aplicaciones de esta topologa incluyen token ring (IEEE 802.5) y FDDI (ANSI X3T9.5).

Topologas fsicasLa topologa fsica depende del medio y se puede implementar con la misma configuracin que latopologa lgica. Por ejemplo, una topologa lgica en anillo puede ser fsicamente cableada deforma que parezca un anillo. Cada dispositivo se conecta al dispositivo adyacente en una configura-cin fsica en anillo. Muchas redes se cablean con las mismas topologas lgica y fsica. Por ejem-plo, Ethernet 19Base5 es una topologa lgica en enlace comn y se cablea frecuentemente comouna topologa fsica en enlace comn. Sin embargo, una topologa lgica puede conectarse en unatopologa fsica diferente. La topologa fsica de red ms comn y recomendada (EIA 568)* es la

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topologa fsica en estrella. Tiene bastantes ventajas significativas sobre otras topologas fsicas, in-cluyendo:

FIGURA 22.7.

Anillo lgico de rotacin inversa, autoprotegido.

flexibilidad y capacidad para soportar muchas aplicaciones y todas las dems topologas l-gicaslocalizacin centralizada de interconexin de fibra ptica, permitiendo un mantenimiento yuna administracin sencillosrecomendado en el estndar EIA 568 para el tableado de edificios comerciales muchas con-ducciones y vas de conduccin estn a menudo configuradas en estrellaexpansin ms sencilla del sistema

Dos desventajas de la configuracin fsica en estrella incluyen:

un corte de cable causa que el nodo o dispositivo conectado fallerequiere ms longitud de cable de libra ptica que en el caso de una topologa fsica en ani-

lloLas topologas token ring y FDDI para LAN son topologas lgicas en anillo, pero se implementanfrecuentemente como estrellas fsicas (ver Fig. 22.8). Una topologa lgica en enlace comn puedeser cableada como una topologa fsica en estrella. El mejor ejemplo de esta configuracin es la redEthernet 10BaseT o 10BaseF. Ethernet es una topologa lgica en enlace comn, aunque la configu-racin del cableado de 10BaseT o 10BaseF es la de topologa

FIGURA 22.8.

Anillo lgico implementado como estrella fsica.

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fsica en estrella (ver Fig. 22.9). El estndar 10BaseF (IEEE 802.3 FOIRL, estndar 10BaseFL) esla implementacin para las fibras pticas. El concentrador acta como el equipo ptico, convirtien-do las seales elctricas en seales de fibra ptica adecuadas para cada estacin de trabajo.Los sistemas de fibra ptica se implementan normalmente como topologas fsicas tipo punto a pun-to, estrella o anillo. El tipo punto a punto es comn en las aplicaciones modernas. La estrella y elanillo son comunes en redes RAL. La topologa fsica en anillo se emplea cuando se requiere pro-teccin de red contra la eventualidad de un fallo en un nodo o cable.

FIGURA 22.9.

Topologa lgica en enlace comn como una estrella fsica.

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